预应力混凝土简支梁t形梁桥设计计算毕业设计桥梁(编辑修改稿)

预应力混凝土简支梁t形梁桥设计计算毕业设计桥梁(编辑修改稿)内容摘要：

0 5 1 2 0 0 .0 6 8 0 .4 9 1 61 .3 0 0 5 9 5 .9 2 1 2 4 .7 5MK N mVKN                       ②、 二号梁：   m a xm a x1 .3 0 0 5 1 4 0 ( 4 .9 7 5 5 .5 ) 0 .5 1 7 7 1 2 0 2 .1 7 5 0 .5 6 3 2 1 2 0 1 .4 7 5 0 .6 1 1 21 0 2 7 .0 6 8 1 .3 0 0 5 1 3 3 5 .7 .1 .3 0 0 5 1 4 0 0 .5 1 1 7 ( 0 .5 0 .4 3 8 ) 1 2 0 0 .1 3 0 .6 1 1 2 1 2 0 0 .0 6 8 0 .6 3 9 31 .3 0 0 5 8 2 .9 1 0 7 .8MK N mVKN                       ③、 三号梁：   m a xm a x1 .3 0 0 5 1 4 0 ( 4 .9 7 5 5 .5 ) 0 .4 1 2 0 2 .1 7 5 0 .4 7 5 9 1 2 0 1 .4 7 5 0 .7 2 58 4 8 .9 3 1 .3 0 0 5 1 1 0 4 .0 4 .1 .3 0 0 5 1 4 0 0 .4 ( 0 .5 0 .4 3 8 ) 1 2 0 0 .1 3 0 .5 5 6 1 2 0 0 .0 6 8 0 .6 3 6 21 .3 0 0 5 6 6 .3 9 8 6 .3 4 4MK N mVKN                       （ 3）计算支座处最大剪力 ①、一号梁：  m a x 1 . 3 0 0 5 1 4 0 0 . 4 3 7 5 1 4 0 0 . 9 3 8 3 0 . 4 8 6 4 1 2 0 0 . 6 3 5 6 ( 0 . 6 3 0 . 3 6 8 ) 3 0 0 . 4 3 6 0 . 6 3 5 62 8 9 . 4 1 8V KN             ②、 二号梁：  m a x 1 . 3 0 0 5 1 4 0 0 . 7 1 2 5 1 4 0 0 . 9 3 8 3 0 . 6 6 4 4 1 2 0 0 . 5 1 7 7 ( 0 . 6 3 0 . 3 6 8 ) 3 0 0 . 4 3 6 0 . 5 1 7 72 6 6 . 3 5 9 1 . 3 0 0 5 3 4 6 . 4V KN               ③、 三号梁：  m a x 1 . 3 0 0 5 1 4 0 0 . 7 2 5 1 4 0 0 . 9 3 8 3 0 . 6 4 4 8 1 2 0 0 . 4 ( 0 . 6 3 0 . 3 6 8 ) 3 0 0 . 4 3 6 0 . 42 4 7 . 4 9 8 1 . 3 0 0 5 3 2 1 . 8 7 1V KN              （三）主梁作用效应组合 主梁的作用效应组合值见表 17 所示。 表 17 主梁专业 效应组合值 序号 荷载类别 跨中截面 三分点 支点 弯矩 剪力 弯矩 剪力 剪力 1 第一期永久荷载 0 2 第二期永久荷载 0 3 总永久作用 =1+2 0 4 可变作用公路Ⅰ级 97 102 21 5 可变作用冲击 38 6 可变作用 人群 7 标准组合 8 短期组合 9 极限组合 22 第 3章 预应力钢束估算及其布置 一、 跨中截面钢束的估算 根据《公预规》规定，预应力梁应满足正常使用极限状态的应力要求和承载能力极限状态的强度要求，以下就跨中截面在各种作用效应组合下，分别按照上述要求对主梁所需的钢束数进 行估算，并且按这些估算的钢束数的多少确定主梁的钢束数。 按正常使用极限状态的应力要求估算钢束数 对于简支梁带马蹄的 T 形截面，当截面混凝土不出现推应力控制时，则得到钢束数 n 的估算公式： )(1 pspkp k ekfAc Mn  式中： kM —— 持 久状 态使用荷载产生的跨中弯矩标准组合值； 1c —— 与荷载有关的经验系数，对于公路 — I 级， 1c 取用 ； pA —— 股  钢绞线截面面积，一股钢绞线的截面面积为 cm ，故 284cmAp  ； 在检验截面效率指标中，已知计算出成桥后截面 cmyx  ， cmks  ，估算cmap 15 ，则钢束偏心距为：  pxp aye ； 1 号梁： )7 9 4 7 9 (101 8 6 6 4 8 64 3   n 按承载能力极限状态估算钢束数 根据极限状态的应力计算图式，受压区混凝土达到极限强度 cdf ，应力图式呈矩形，同时预应力钢束也达到设计强度 pdf ，则钢束数的估算公式为： ppdd Afh Mn   式中： dM —— 承载能力极限状态的跨中最大弯矩；  —— 经验系数，一般取 ～ ，本设计取 ； pdf —— 预应力钢绞线的设计强度； 1 号梁： 3 10 1260 10 10n      对于全预应力梁希望在弹性阶段工作，同时边主梁与中间主梁所需的钢束数相差不大， 23 为方便钢束布置和施工，各主梁统一确定为 6 束，采用夹片式群锚，  70 金属波纹管孔 二、 预应力 钢筋的布置 跨中截面预应力钢筋的布置 后张法预应力混凝土受弯构件的预应力管道布置应符合《桥梁规范》中的有关构造要求，参考已有的设计图 纸并按《公桥规》中的构造要求，对跨中截面的预应力构件进行初步布置，如图 112 所示。 图1 1 2 钢束布置图（尺寸单位：c m) 锚固面钢束布置 为使施工方便，全部 6 束预应力钢筋均锚固于梁端（图 112）这样布置符合均匀分散的原则，不仅能满足张拉的要求，而且 3N 、 6N 在梁端均弯起较高，可以提供较大的预剪力。 其他截面钢束位置及其倾角计算 （ 1）钢束弯起形状、弯起角  及其弯曲半径 采用直线段中接圆弧曲线段的方式弯曲；为使预应力钢筋的预加力垂直作用于锚垫板，1( 2)NN 、 3N 、 4( 5)NN和 6N 弯起角  分别取 1 3o 、 o62 、 3 7o 、 4 12o ；各钢束的弯曲半径为： 1 N2R =14406NR cm 、 3 7443NR cm 、 45 6545cNNR R m 、6 3634NR cm。 （ 2）钢束各控制点位置的确定 24 图 113 曲线预应力钢筋计算图（尺寸单位： cm） 表 18 各钢束弯曲控制要素表 (y1y5 等间距，间距为 150cm) 钢束号 起弯高度 y y1（ cm) y2（ cm) y3（ cm) y4（ cm) y5（ cm) R(cm) N1（ N2) 27 7 14406 N3 47 7 7443 N4（ N5) 64 19 6545 N6 99 19 3634 （ 3）各截面钢束位置及其倾角计算 任然以 4N 号钢束为例，如图 112 所示，计算钢束上任一点 i 离梁底距离 ii caa  及该点处钢束的倾角 i ，式中 a 为钢束弯起前其重心至梁底的距离 mma 100 ， ic 为 i 点所在计算截面处钢束位置的升高值。 计算时，首先应判断出 i 点所在处的区段，然后计算 ic 和 i。 当 0)(  ki xx 时， i 点位于直线段还未弯起， 0ic 故 0,100  ii mmaa  当 )()(0 21 bbki LLxx  时， i 点位于圆弧弯曲段，按下式计算 ic 和 i ： 2)(2 kii xxRRc  R xx kii )(sin 1   当 )()( 21 bbki LLxx  时， i 点位于靠近锚固端的直线段，此时  ，按下式计算 ic ： 42 tan)( bkii Lxxc  ； 各截面钢束位置 ia 及其倾角 i 计算值详见表 19 所示 表 19 各截面钢束位置 )(ia 及其倾角 )(i 计算表 25 计算截面 钢束编号 )(mmxk )( 21 bb LL  )( ki xx  Rxx kii )(sin 1   ic ii caa  跨中截面（ II) N1 1109 7642 为负值钢筋未弯起 0 0 200 N2 1219 7922 100 N3 1430 7852 100 N4 1430 7852 100 N5 1430 7852 100 N6 1430 7852 100 四分点截面 N1 1109 7642 764245660  238 338 N2 1219 7922 792245660  153 253 N3 1430 7852 785245660  150 250 N4 1430 7852 785245660  150 250 N5 1430 7852 785245660  150 250 N6 1430 7852 785245660  150 250 支点截面 N1 1109 7642 )()( 21 bbki LLxx  10 1127 1227 N2 1219 7922 79229920 7 756 856 N3 1430 7852 78529920 314 414 N4 1430 7852 78529920 314 414 N5 1430 7852 78529920 314 414 N6 1430 7852 78529920 314 414 非预应 力钢筋截面估算及布置 按构件承载能力极限状态要求估算非预应力钢筋数量。 在确定预应力钢筋数量后，非预应力钢筋根据正截面承载能力极限状态的要求来确定。 设预应力钢筋和非预应力钢筋的合力点到截面底边的距离为 mma 125 ，则有： mmahh o 1 3 7 51251 5 0 0  先假定为第一类 T 形截面，有公式 )2( xhxbfMofcddo 计算受压区高度 x )21 3 7 5(2 0 0 6 4 21 6 xx  求得：  fhmmx 则根据正截面承载力计算需要的非预应力钢筋截面面积： mmf AfxbfAsdppdfcds  采用 7 根直径为 22 的 HRB400 钢筋，提供的钢筋截面面积为 22661mmAs  ，在梁底布置成一排，如图 114 所示，其间距为 mm70 ，钢筋重心到底边的距离为 mmas 45。 26 图 114 非预应力纲纪布置图 第四章 中梁截面几何特性计算 后张法预应力混凝土梁截面几何特性应根据不同的受 力阶段分别计算，本设计的 T 形梁从施工到运营经历了如下三个阶段： 主梁预制并张拉预应力钢筋 主梁混凝土达到设计强度 90%后，进行预应力的张拉，此时管道尚未压浆，所以其截面特性为计入非预应力钢筋影响（将非预应力钢筋换算为混凝土）的净截面，该截面的截面特性计算中应扣除预应力管道的影响， T 梁翼板宽度为 1400mm 灌浆封锚，中梁吊装就位并现浇 300mm 湿接缝 预应力钢筋张拉完成并进行管道压浆、封锚后，预应力钢筋能够参与截面受力，主梁吊装就位后现浇 300mm 湿接缝，但湿接缝还没有参与截面受力，所以此时的截面特 性计算采用计入非预应力钢筋和预应力钢筋影响的换算截面， T 梁翼板宽度仍为 1400mm. 桥面、栏杆及人行道施工和运营阶段 桥面湿接缝结硬后，主梁即为全截面参与工作，此时截面特性计算采用计入非预应力钢筋和预应力钢筋影响的换算截面， T 梁翼板的宽度为 20xxmm。 截面几何特性的计算可以列表进行，以第一阶段跨中截面为例列表于 110 中，同理，可求得其他受力阶段控制截面几何特性如表 111 所示。 27 表 110 第一阶段跨中截面集合特性计算表 分块 名称 分块面积 iA )( 2mm iA重心至梁顶距离 )(mmyi 对梁顶边的面积矩 iii yAS )( 3mm 自身惯性矩 iI )( iu yy )(mm 2)( iuix yyAI  )( 4mm 截面惯性矩 xi。